plc控制技術(shù)在煤礦電器控制中的應(yīng)用

高坤

（義煤集團(tuán)新安縣郁山煤業(yè)有限公司，河南 新安 471800）

PLC控制系統(tǒng)就是一種利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制的工業(yè)控制系統(tǒng)，它是一個(gè)可編制程序的存貯器，可以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，然后通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程

一、PLC技術(shù)介紹

根據(jù)PLC技術(shù)在機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用步驟分析其工作原理，該工作原理主要分為三部分，其一輸入環(huán)節(jié)。PLC是可編程邏輯控制器，要發(fā)揮控制作用，需要編制相關(guān)的邏輯編碼，編制參考來(lái)源于機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行信息，相關(guān)人員要將這些信息一一輸入到控制系統(tǒng)中，完成信息采集作業(yè)。輸入的信息參考價(jià)值很大，可能控制效果起到?jīng)Q定性作用，所以相關(guān)人員一定要認(rèn)真采集信息，保證信息的完整性和準(zhǔn)確性。其二執(zhí)行環(huán)節(jié)。PLC技術(shù)會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行掃描，獲得的信息經(jīng)過(guò)分析計(jì)算加工后，會(huì)被輸入到計(jì)算機(jī)中。這些信息將會(huì)成為機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)下達(dá)指令的參考，所以一定要保證信息的狀態(tài)正常。其三輸出環(huán)節(jié)。機(jī)電設(shè)備在獲得控制命令后，要立即執(zhí)行，使相關(guān)部分不會(huì)失控[1]。在控制中，電路要處于輸出狀態(tài)，控制體系也應(yīng)將控制結(jié)果信息儲(chǔ)存起來(lái)。

二、PLC技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

礦山開(kāi)采作業(yè)是在井下進(jìn)行的，而井下作業(yè)的環(huán)境十分復(fù)雜，不僅溫度很高，還可能出現(xiàn)有害氣體對(duì)人體健康造成威脅的情況，如果操作人員在井下作業(yè)時(shí)發(fā)生失誤，便可能會(huì)引起爆炸、窒息和中毒等事故。此外，機(jī)電控制又包含復(fù)雜的操作控制流程和環(huán)節(jié)，需要各種各樣的技術(shù)操作，而在傳統(tǒng)的機(jī)電控制下，礦山機(jī)電控制設(shè)備沒(méi)有較高的安全性能，通常需要人工操作完成，成本較高，能量消耗較大。而將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電控制中，便突出了其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。工程控制一般會(huì)涉及各類型的工程控制模塊，而自動(dòng)化技術(shù)能對(duì)這些模塊進(jìn)行靈活組合，且各個(gè)模塊又具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性和實(shí)用性，編程流程明確。此外，自動(dòng)化技術(shù)在控制操作中具有很強(qiáng)的可操作性，使用方便，能夠通過(guò)邏輯圖或者梯形圖來(lái)表達(dá)，不需要操作人員更多的操作。因此，為了能應(yīng)對(duì)井下作業(yè)復(fù)雜的環(huán)境，需要借助自動(dòng)化技術(shù)提高井下機(jī)電控制操作的安全性。在PLC裝置中還設(shè)置有穩(wěn)壓和屏蔽的模塊，能夠避免各種因素的干擾。

三、PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用

（一）在煤礦提升機(jī)中應(yīng)用分析

礦井提升機(jī)是礦井生產(chǎn)設(shè)備的核心，礦井內(nèi)部情況復(fù)雜，礦井提升機(jī)在工作時(shí)要克服礦井內(nèi)部高溫、潮濕、高粉塵等復(fù)雜的外界環(huán)境，還需要處理高低壓、閘瓦磨損、液壓不足等自身設(shè)備問(wèn)題。用PLC設(shè)計(jì)礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)，以傳感器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，監(jiān)測(cè)分析提升機(jī)狀態(tài)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到中央控制中心進(jìn)行程序處理，控制提升機(jī)速度，顯示提升機(jī)深度和故障。通過(guò)對(duì)礦井提升機(jī)盡可能完善的設(shè)計(jì)，及時(shí)避免或預(yù)警意外情況，減少運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)的危害和損失，保護(hù)礦區(qū)生產(chǎn)的安全。

（二）實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)門(mén)自動(dòng)啟閉的分析

在礦區(qū)，井下風(fēng)門(mén)可以利用紅外傳感器對(duì)過(guò)往的車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用這一特性，可以借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)門(mén)的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，從而減輕相關(guān)工作人員的工作量，提高對(duì)車(chē)輛和行人的安全保障。在PLC技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，由于風(fēng)門(mén)兩側(cè)的氣壓存在差異，導(dǎo)致風(fēng)門(mén)存在較大的壓強(qiáng)，為了降低風(fēng)門(mén)在自動(dòng)開(kāi)啟過(guò)程中所需要的開(kāi)啟壓力，可以通過(guò)窗口的設(shè)置來(lái)平衡風(fēng)門(mén)兩側(cè)的氣壓差。由于窗口的面積較風(fēng)門(mén)而言較小，因此所需的開(kāi)啟壓力也較小。在利用PLC技術(shù)進(jìn)行井下風(fēng)門(mén)的自動(dòng)啟閉時(shí)，其工作原理如下：①當(dāng)井下風(fēng)門(mén)需要打開(kāi)時(shí)，相關(guān)的開(kāi)啟控制信號(hào)傳遞到二位五通雙控電磁閥，尤其對(duì)供氣為孩子的活塞運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，將井下風(fēng)門(mén)之上的窗口打開(kāi)。此時(shí)，風(fēng)門(mén)兩次的氣壓差在窗口的作用下，迅速降低直到兩側(cè)氣壓值區(qū)域一致，從而減弱了風(fēng)門(mén)需要開(kāi)啟的壓力。②當(dāng)窗口打開(kāi)到大約30度左右時(shí)，受到固定銷擋的作用，窗口停止開(kāi)啟，此時(shí)在活塞運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下，行走部分持續(xù)向外運(yùn)動(dòng)，完成了風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟工作。③當(dāng)井下風(fēng)門(mén)開(kāi)啟到90度時(shí)，整個(gè)開(kāi)啟過(guò)程結(jié)束，行人和車(chē)輛可以安全通過(guò)井下風(fēng)門(mén)。采用相同的方式，通過(guò)對(duì)二位五通雙控電磁閥方向的控制，可以完成井下風(fēng)門(mén)的關(guān)閉控制。

（三）下運(yùn)膠帶機(jī)中KZP

型盤(pán)式可控制動(dòng)裝置的應(yīng)用。作為機(jī)電液一體化設(shè)備，KZP 型盤(pán)式可控制動(dòng)裝置的閘瓦和制動(dòng)盤(pán)在膜材過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)力，可以作為盤(pán)式可控制裝置的制動(dòng)力。如果需要對(duì)其制動(dòng)力進(jìn)行改變，需要借助閘瓦對(duì)制動(dòng)盤(pán)正壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，再加上制動(dòng)盤(pán)正壓力隨著制動(dòng)油壓的增高而增高，也就意味著，在進(jìn)行制動(dòng)力調(diào)整過(guò)程中，也對(duì)液壓系統(tǒng)的控制油壓進(jìn)行了調(diào)節(jié)。通過(guò)PLC技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了KZP 型盤(pán)式可控制動(dòng)裝置“可控”管理。通過(guò)設(shè)置在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸和膠帶輸送機(jī)上的傳感器，對(duì)電動(dòng)機(jī)和膠帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采集，如果所采集到的速度高于設(shè)備值，則需要對(duì)制度系統(tǒng)的油壓進(jìn)行減少調(diào)節(jié)，即降低制動(dòng)閘液壓比例閥的供電。反之，則需要增大制動(dòng)閘液壓比例閥的供電。從而實(shí)現(xiàn)了確保膠帶始終處于正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。

四、提高煤礦機(jī)電設(shè)備PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的措施

（一）正確的接地方式

良好的接地是PLC控制系統(tǒng)順利、安全工作的重要條件之一，安裝PLC系統(tǒng)時(shí)，PLC的接地應(yīng)滿足以下條件：首先，PLC的接地線不易太長(zhǎng)，盡量的讓PLC靠近接地點(diǎn)。為了避免干擾，PLC一般單獨(dú)接地接地電阻應(yīng)保持在100歐姆以內(nèi)，接地線截面積2平方毫米以上。

（二）合適的工作環(huán)境

一是PLC對(duì)環(huán)境的溫度有一定要求，一般環(huán)境下，PLC所能承受的溫度位于0到55攝氏度之間，因此要特別注意其安裝位置，避免安裝在高溫元件之上，避免陽(yáng)光直射，盡量遠(yuǎn)離安裝有暖氣、加熱器及各種大功率電器的場(chǎng)所。此外，還要注意PLC安裝的位置，周?chē)鷳?yīng)有足夠的空間散熱，安裝透風(fēng)性較好的窗子，如果透風(fēng)性不強(qiáng)，還應(yīng)安裝散熱扇幫助其通風(fēng)散熱，以保證PLC控制端處于合適的溫度范圍內(nèi)。二是濕度對(duì)PLC控制端有一定影響，如果濕度過(guò)大，會(huì)影響PLC的絕緣性能，影響控制端記錄的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，因此其應(yīng)安裝在相對(duì)而言較干燥的地方。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于自動(dòng)化技術(shù)具有可靠性高、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，能在復(fù)雜的環(huán)境中作業(yè)，因此自動(dòng)化控制設(shè)備被廣泛應(yīng)用到礦山資源的開(kāi)采中，同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)在下運(yùn)膠帶機(jī)、螺桿空壓機(jī)、風(fēng)門(mén)等礦山機(jī)電控制中也得到了很好的應(yīng)用和推廣，并取得了不錯(cuò)的效益，有利于中國(guó)礦山資源的有效開(kāi)采，促進(jìn)礦山行業(yè)的發(fā)展。